十天項(xiàng)目滑坡治理工程

孫立海

(中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司，湖北十堰 442000)

滑坡是一定自然條件的斜坡，由于河流沖刷、人工切坡、地下水活動(dòng)或地震等因素的影響，使部分土體或巖體在重力作用下，沿著一定的軟弱面或帶，整體、緩慢、間歇性、以水平位移為主的變形現(xiàn)象，是近年來南方山區(qū)危害性巨大的自然災(zāi)害。陜西省漢中市勉縣～略陽段處在西秦嶺與漢中盆地交接的狹長(zhǎng)溝谷地帶，地勢(shì)復(fù)雜、兩邊山峰連綿起伏，夏季受西南低溫和太平洋副熱帶高壓向西北延伸的影響，多雷暴雨;秋季天氣陰涼濕潤(rùn)，多連陰雨，大部分地區(qū)年平均降雨量在700 mm～1 500 mm之間，多年最大降雨量1 974.6 mm，7月～9月降水量比較集中，多連陰雨天氣，降雨量占全年的60%左右。該區(qū)的主要巖土類型為中上元古界碧口群第四亞群、第四系坡、殘積層，下部為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化的片巖。全風(fēng)化片巖物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，巖體破碎粘聚力較小;強(qiáng)風(fēng)化片巖巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理、裂隙發(fā)育，使得巖體較破碎，區(qū)域上屬秦嶺褶皺系，由東西走向的緊密褶皺和壓性斷裂組成強(qiáng)烈的擠壓帶，斷裂活動(dòng)明顯，地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜。所以十天高速漢中西段是山體滑坡災(zāi)害的多發(fā)區(qū)，鑒于滑坡造成的巨大危害，因此滑坡的防治要貫徹“及早發(fā)現(xiàn)，預(yù)防為主，查明情況，綜合治理，力求根治，不留后患”的原則，結(jié)合邊坡失穩(wěn)的因素和滑坡形成的內(nèi)外部條件進(jìn)行防治。治理產(chǎn)生滑坡的主要因素:1)地質(zhì)條件與地貌條件;2)內(nèi)外動(dòng)力和人為作用的影響。因此，滑坡的整治主要從以下幾個(gè)方面入手。

1 滑坡的誘因及推力分析

通過詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察，確定發(fā)生滑坡的原因是該處原為古滑坡體，在走訪調(diào)查時(shí)了解到1985年曾發(fā)生過較大滑移，再由于2010年7月～9月的持續(xù)性強(qiáng)降雨，在地表水下滲的影響下，破壞了坡體臨界力學(xué)平衡狀態(tài)，從而引起坡體發(fā)生滑動(dòng)變形。滑坡剪出口如圖1所示。

圖1 滑坡剪出口

2 C，φ值選取及推力計(jì)算

2.1 滑動(dòng)面C，φ值的確定

根據(jù)滑帶中的物質(zhì)特征，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)及指標(biāo)反算，進(jìn)行綜合選取，最終選取參數(shù)為C=14 kPa，φ=21°。另滑坡區(qū)處在地震7度區(qū)內(nèi)，按《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要考慮地震作用力影響。

2.2 對(duì)潛在不利滑動(dòng)面的推力計(jì)算

以典型工程地質(zhì)斷面(2)K403+390為計(jì)算斷面(見圖2)，在不同工況下分別對(duì)潛在滑動(dòng)面1和潛在滑動(dòng)面2進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表1，表2。通過計(jì)算得出，潛在滑動(dòng)面1在最不利情況下，即在工況二(暴雨及連續(xù)降雨)情況下，邊坡最大下滑力為2 122 kN/m，而潛在滑動(dòng)面2在最不利情況下，邊坡最大下滑力為3 147 kN/m。必須對(duì)邊坡采取分級(jí)分層支擋加固，即應(yīng)該對(duì)潛在滑動(dòng)面1坡體進(jìn)行支擋加固，減小潛在滑動(dòng)面2的下滑推力，對(duì)此進(jìn)行計(jì)算。對(duì)潛在滑動(dòng)面1坡體設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)處(五級(jí)平臺(tái)處)進(jìn)行推力計(jì)算，結(jié)果見表3。對(duì)潛在滑動(dòng)面1坡體進(jìn)行支擋加固后，上部邊坡下滑力對(duì)下部邊坡基本不再影響，僅對(duì)下部坡體即潛在滑動(dòng)面2坡體設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)處(三級(jí)平臺(tái)處)進(jìn)行推力計(jì)算，結(jié)果見表4。

表1 潛在滑動(dòng)面1計(jì)算結(jié)果表

表2 潛在滑動(dòng)面2計(jì)算結(jié)果表

表3 潛在滑動(dòng)面1推力計(jì)算結(jié)果表

表4 潛在滑動(dòng)面2推力計(jì)算結(jié)果表

通過計(jì)算得出在五級(jí)平臺(tái)處設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)以最不利滑動(dòng)推力作為設(shè)計(jì)依據(jù)，即在工況二情況下滑坡最終下滑力E=1 767 kN/m作為設(shè)計(jì)依據(jù)。三級(jí)平臺(tái)設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物時(shí)也應(yīng)以工況二情況下最終下滑力E=994 kN/m作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

對(duì)坡腳處開挖后坡體抗滑力計(jì)算見表5。

可見在對(duì)坡腳開挖后邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，最終下滑力在工況二情況下為928 kN/m，必須對(duì)坡腳進(jìn)行支擋加固。

3 治理措施

圖2 典型工程地質(zhì)斷面（2）K 403+390計(jì)算示意圖

表5 開挖后坡體抗滑力計(jì)算結(jié)果表

十天高速漢中西段H-C26標(biāo)治理滑坡的工程主要措施包括:地表排水、地下排水、清方減載、反壓、支擋工程(包括抗滑樁、樁板墻、錨索抗滑樁、錨索、錨桿、夯填裂縫、整平地表、環(huán)保與綠化等)。

3.1 清方減載放緩坡率、反壓回填

清方減載是一種常用的工程滑坡治理措施，實(shí)施容易，可用于應(yīng)急工程，也可用于永久工程，特別適用于滑坡形成期，特別是K403+310～K403+410段滑坡治理工程第六級(jí)邊坡減載放緩坡率后施工錨桿框架梁效果明顯，在施工中根據(jù)監(jiān)測(cè)由于坡體反壓回填可有效的削弱滑坡體的下滑力，又能減小支撐工程，并可有效保證施工安全。

3.2 排水

滑塌區(qū)巖體受構(gòu)造影響，極易破碎，屬于易滑地層，巖體水理較差，遇水后強(qiáng)度急劇降低，軟化作用明顯，巖土體長(zhǎng)期受地下水的作用，易形成滑帶，因此，地下水及地表水對(duì)滑塌的形成及對(duì)滑塌的穩(wěn)定性影響較大。所以，治理滑坡首先應(yīng)著眼于對(duì)水的處理，特別是作用于滑動(dòng)面的水。

排水包括地表排水和地下排水兩個(gè)方面，地表排水通常包括在滑坡體外修建截水溝，及在滑坡體內(nèi)夯填裂縫、修建樹枝狀排水溝，以攔截流向滑坡的地表水及排引滑坡體范圍內(nèi)的地表積水，以避免地表水下滲，增大滑體重量，軟化滑動(dòng)帶，降低其強(qiáng)度，減小滑坡自身的阻滑力。地表排水作為一種直接而有效的措施被普遍采用。排除地下水，最好是在查清地下水的補(bǔ)給和排泄的條件下，在滑體之外進(jìn)行截流并設(shè)置仰斜式排水孔。排除地下水的措施常用的是排除邊坡支撐滲溝的淺層滯水，一般適用于土質(zhì)路塹坍滑、路堤坍滑的整治。

3.3 加固滑坡及邊坡的預(yù)加固

3.3.1 加固滑坡

對(duì)已產(chǎn)生明顯滑移的五級(jí)平臺(tái)設(shè)置錨索抗滑樁，樁截面為3.2 m×2.0 m，樁長(zhǎng)為26 m，高出地面2m，樁頭設(shè)置2孔錨索，布設(shè)范圍為K403+303～K403+441段，共計(jì)24根，錨索抗滑樁由于在抗滑樁樁頂或上部配備了錨索，施加了橫向拉力，改善了抗滑樁的受力狀況，其抗滑性能較普通樁增加不少，并且可以適當(dāng)?shù)臏p少錨固段長(zhǎng)度。

3.3.2 邊坡預(yù)加固

為防止邊坡沿全、強(qiáng)風(fēng)化軟弱帶產(chǎn)生進(jìn)一步的滑動(dòng)，對(duì)一級(jí)～四級(jí)邊坡采取預(yù)加固措施，具體如下:1)一級(jí)邊坡采用錨桿框架防護(hù)，錨桿長(zhǎng)度12 m，一級(jí)平臺(tái)設(shè)置普通抗滑樁，防止坡腳應(yīng)力集中引起邊坡進(jìn)一步變形破壞，樁截面采取2.4 m×1.8 m，樁長(zhǎng)20 m，共計(jì)18根。另大樁號(hào)方向K403+430靠近沖溝側(cè)，溝底有巖體擠壓變形跡象，為防止邊坡向溝內(nèi)滑移，在溝側(cè)再增設(shè)3根抗滑樁，樁截面采取2.4m×1.8m，樁長(zhǎng)20m;另在小樁號(hào)K403+218和K403+224樁號(hào)增設(shè)2根抗滑樁，樁截面為2.4 m×1.8 m，長(zhǎng)度為20 m。在三級(jí)平臺(tái)設(shè)置17根錨索抗滑樁，樁截面尺寸為2.4 m×1.8 m，長(zhǎng)度為26 m，樁頂高出平臺(tái)2 m，樁后采用混凝土澆筑。樁頭設(shè)置2孔錨索，采用6根鋼絞線編束，長(zhǎng)度為45 m。2)四級(jí)邊坡采用錨索框架梁加固，框架梁截面為0.6 m×0.7 m，采用C25混凝土澆筑，若遇地形凹凸不平處采用M10漿砌片石補(bǔ)砌，錨索采用6根鋼絞線編束，設(shè)計(jì)拉力為600 kN，錨索長(zhǎng)度為45 m。3)二、三級(jí)坡面采用錨桿框架梁防護(hù)，梁截面為0.4 m×0.4 m，采用C25混凝土澆筑，錨桿長(zhǎng)度為12 m。

3.4 施工步驟及注意事項(xiàng)

為確保安全，防止此滑坡在治理工程實(shí)施過程中再次發(fā)生滑動(dòng)，必須遵循少擾動(dòng)、自上而下、逐級(jí)施作、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的原則。

抗滑樁施作跳孔開挖，逐級(jí)施作，先施作五級(jí)邊坡的偶數(shù)樁，再在抗滑樁鎖口上設(shè)置位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)測(cè)位移情況指導(dǎo)施工安全，對(duì)開挖出的渣樣同設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比校正滑移面，保證設(shè)計(jì)的安全及合理性。錨索及錨桿框架梁施作，也要遵循自上而下的原則逐級(jí)施作，并根據(jù)山體鉆孔及抗滑樁開挖的地質(zhì)及水文情況實(shí)時(shí)調(diào)整坡體仰斜式排水孔的深度及數(shù)量，此段工程簡(jiǎn)要施工步驟如下:截、排水工程→第五級(jí)平臺(tái)錨索抗滑樁→第五級(jí)邊坡錨桿框架梁→第四級(jí)邊坡錨索框架梁→第三級(jí)平臺(tái)錨索抗滑樁→第三級(jí)邊坡錨桿框架梁→第二級(jí)邊坡錨桿框架梁→第一級(jí)平臺(tái)抗滑樁→第一級(jí)邊坡錨桿框架梁。

4 結(jié)語

通過采取各種治理方法，滑坡很快得到控制，對(duì)以后施工滑坡治理有一定的參考價(jià)值。滑坡導(dǎo)致的大型災(zāi)害在我國近幾年頻頻發(fā)生，在滑坡等山地災(zāi)害多發(fā)區(qū)，政府相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)民眾對(duì)于災(zāi)害認(rèn)識(shí)的力度。為了減少山地災(zāi)害給社會(huì)造成的危害，國家和政府應(yīng)該加大對(duì)于存在滑坡等山地災(zāi)害的地區(qū)的資金投入，加強(qiáng)對(duì)于這些地區(qū)的排查和監(jiān)測(cè)。我們需要采取“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”的防治措施，將滑坡造成的危害降到最低。

［1］ 趙銘媛.談滑坡工程勘察的治理措施與建議方案［J］.山西建筑，2012，38(7):89-90.